1.一种带输入磁滞的机器人混合时间控制方法,其特征在于,包括:将输入磁滞模型化;
根据所述模型化后的输入磁滞模型,构建带输入磁滞的机器人系统模型;
根据所述带输入磁滞的机器人系统模型,确定控制机制;
根据所述控制机制,确定误差系统和稳定性函数;
根据所述误差系统和所述稳定性函数,对所述带输入磁滞的机器人系统模型的系统误差进行收敛;
其中,所述根据所述带输入磁滞的机器人系统模型,确定控制机制,包括:获取所述带输入磁滞的机器人系统模型的第一系统状态、第二系统状态和期望输出信号;
根据所述第一系统状态和所述期望输出信号,确定第一误差变量;
根据所述第一误差变量,确定第一虚拟控制律;
根据所述第二系统状态和所述第一虚拟控制律,确定第二误差变量;
根据所述第二误差变量,确定第一估计值;
根据所述第二误差变量和所述第一估计值,确定第二虚拟控制律;
根据所述第二虚拟控制律,确定控制矩阵;
根据所述第二误差变量和所述控制矩阵,确定第二估计值;
根据所述控制矩阵和所述第二估计值,确定控制律;
根据所述控制律,结合触发机制得到输入信号;
根据所述输入信号,确定实际输入数据;
将所述实际输入数据输入所述带输入磁滞的机器人系统模型,然后返回获取所述带输入磁滞的机器人系统模型的第一系统状态、第二系统状态和期望输出信号这一步骤;
所述根据所述控制机制,确定误差系统和稳定性函数,包括:根据所述控制机制,确定误差系统,所述系统误差的表达式为:其中,z1表示第一误差变量,z2表示第二误差变量,x1表示第一系统状态,x2表示第二系统状态,α1表示第一虚拟控制律,yd表示期望输出信号, 表示期望输出信号yd的导数;
所述根据所述控制机制,确定误差系统和稳定性函数,还包括:根据所述控制机制,确定稳定性函数V1,所述稳定性函数V1的表达式为:其中,z1表示第一误差变量;
预设第一虚拟控制律α1,第一虚拟控制律α1的表达式为:其中,c11和c12均为常数,且c11>0,c12>0;S1表示第一分段函数;
预设第二虚拟控制律α2的表达式如下:其中,c21和c22均为常数,且c21>0,c22>0;S2表示第二分段函数;表示第一估计值;J是转动惯量; 是第一虚拟控制律α1的导数;M是连杆质量;g是重力加速度;l是连杆长度;x1=q(t),表示第一系统状态,t表示时刻,q(t)表示t时的机器人关节角;
S2的表达式如下:
其中,v2为常数,且v2>0;
预设控制律 控制律 的表达式如下:
T
其中,K表示模糊矩阵,且 h为常数,表示输出配置函数,K表示K的转T
置;H表示控制矩阵,H为1*2矩阵,且H=[α2,1],α2表示第二虚拟控制律;
由于K的值比较难获取,这里对K的真值进行估计,定义估计误差 其中 为第一估计值,且 表示1/h的估计值, 表示 的估计值,进一步得到控制律 的表达式如下:
2.根据权利要求1所述的一种带输入磁滞的机器人混合时间控制方法,其特征在于,所述将输入磁滞模型化,包括:根据模型输入和模型输出的关联,将输入磁滞模型化,输入磁滞模型的表达式为:其中,vc表示模型输出, 表示模型输出的微分,uc表示模型输入, 表示模型输入的微分,a、b和h是常数,且h>0,h>b;
根据所述输入磁滞模型,确定模型输出,所述模型输出的表达式为:其中, 表示输出配置函数,且 为有界函数;vc(0)表示模型输出初始值;uc(0)表示模型输入初始值; 表示模型输入uc的微分;e表示欧拉数,为数学常数;sign()表示符号函数;ξ表示积分变量;dξ表示积分变量的微分。
3.根据权利要求2所述的一种带输入磁滞的机器人混合时间控制方法,其特征在于,所述根据所述模型化后的输入磁滞模型,构建带输入磁滞的机器人系统模型,包括:确定机器人系统模型,所述机器人系统模的型表达式为:其中,t表示时刻,q(t)表示t时的机器人关节角, 表示t时的机器人关节角速度,表示t时的机器人关节角加速度,J表示转动惯量,B表示摩擦阻尼系数,M表示连杆质量,g表示重力加速度,l表示连杆长度,u(t)表示输入转矩;
根据输入磁滞模型,确定系统输入,所述系统输入的表达式为:其中,t表示时刻,u(t)表示t时的系统输入, 表示输出配置函数,且 为有界函数;
根据所述机器人系统模型和所述系统输入,确定带输入磁滞的机器人系统模型,所述带输入磁滞的机器人系统模型的表达式为:其中,x1=q(t),表示第一系统状态; 表示第二系统状态; 表示x1的导数;
表示x2的导数; 表示输出配置函数;θ为系统目标参数,且 y表示系统输出。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种带输入磁滞的机器人混合时间控制方法,其特征在于,还包括以下至少之一:对所述带输入磁滞的机器人系统模型进行稳定性分析;
对所述带输入磁滞的机器人系统模型进行仿真和分析。
5.一种带输入磁滞的机器人混合时间控制系统,其特征在于,包括:第一模块,用于将输入磁滞模型化;
第二模块,用于根据所述模型化后的输入磁滞模型,构建带输入磁滞的机器人系统模型;
第三模块,用于根据所述带输入磁滞的机器人系统模型,确定控制机制;
第四模块,用于根据所述控制机制,确定误差系统和稳定性函数;
第五模块,用于根据所述误差系统和所述稳定性函数,对所述带输入磁滞的机器人系统模型的系统误差进行收敛;
其中,所述根据所述带输入磁滞的机器人系统模型,确定控制机制,包括:获取所述带输入磁滞的机器人系统模型的第一系统状态、第二系统状态和期望输出信号;
根据所述第一系统状态和所述期望输出信号,确定第一误差变量;
根据所述第一误差变量,确定第一虚拟控制律;
根据所述第二系统状态和所述第一虚拟控制律,确定第二误差变量;
根据所述第二误差变量,确定第一估计值;
根据所述第二误差变量和所述第一估计值,确定第二虚拟控制律;
根据所述第二虚拟控制律,确定控制矩阵;
根据所述第二误差变量和所述控制矩阵,确定第二估计值;
根据所述控制矩阵和所述第二估计值,确定控制律;
根据所述控制律,结合触发机制得到输入信号;
根据所述输入信号,确定实际输入数据;
将所述实际输入数据输入所述带输入磁滞的机器人系统模型,然后返回获取所述带输入磁滞的机器人系统模型的第一系统状态、第二系统状态和期望输出信号这一步骤;
所述根据所述控制机制,确定误差系统和稳定性函数,包括:根据所述控制机制,确定误差系统,所述系统误差的表达式为:其中,z1表示第一误差变量,z2表示第二误差变量,x1表示第一系统状态,x2表示第二系统状态,α1表示第一虚拟控制律,yd表示期望输出信号, 表示期望输出信号yd的导数;
所述根据所述控制机制,确定误差系统和稳定性函数,还包括:根据所述控制机制,确定稳定性函数V1,所述稳定性函数V1的表达式为:其中,z1表示第一误差变量;
预设第一虚拟控制律α1,第一虚拟控制律α1的表达式为:其中,c11和c12均为常数,且c11>0,c12>0;S1表示第一分段函数;
预设第二虚拟控制律α2的表达式如下:其中,c21和c22均为常数,且c21>0,c22>0;S2表示第二分段函数;表示第一估计值;J是转动惯量; 是第一虚拟控制律α1的导数;M是连杆质量;g是重力加速度;l是连杆长度;x1=q(t),表示第一系统状态,t表示时刻,q(t)表示t时的机器人关节角;
S2的表达式如下:
其中,v2为常数,且v2>0;
预设控制律 控制律 的表达式如下:
T
其中,K表示模糊矩阵,且 h为常数,表示输出配置函数,K 表示K的转T
置;H表示控制矩阵,H为1*2矩阵,且H=[α2,1],α2表示第二虚拟控制律;
由于K的值比较难获取,这里对K的真值进行估计,定义估计误差 其中 为第一估计值,且 表示1/h的估计值, 表示 的估计值,进一步得到控制律 的表达式如下:
6.一种电子设备,其特征在于,包括处理器以及存储器;
所述存储器用于存储程序;
所述处理器执行所述程序实现如权利要求1至4中任一项所述的方法。
7.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有程序,所述程序被处理器执行实现如权利要求1至4中任一项所述的方法。